换流阀装置的制作方法

1.本公开涉及一种用于立式换流阀的换流阀装置。


背景技术：

2.立式换流阀在强地震地面运动期间面临结构性应力。为了满足强地震活动区域的安全要求，需要额外的阻尼解决方案。
3.在地震活动较少的区域，立式换流阀可以直接安装在地面或地板上。为了承受一些地面运动，换流阀可以安装在弹性的平台或基座上。然而，这种装置通常不能应对更大幅的地面运动或加速度。
4.在其他构造中，换流阀悬挂于天花板，这允许换流阀充当摆体。在地震加速度的情况下，允许阀或多或少地自由摆动。这种悬挂结构可以在低固有频率下运行，这可以降低换流阀上的应力。然而，这种悬挂结构可能复杂且昂贵，并且可能不适用于所有位置和安装。
5.需要可以在地震活动区域中对换流阀的结构完整性提供改进的保护的装置。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的是克服上述缺陷中的至少一些，并且为立式换流阀提供改进的抗震支撑。
7.该目的和其他目的通过根据本公开的任一示例性实施例的换流阀装置来实现。
8.根据本公开，提供了一种换流阀装置。换流阀装置包括立式换流阀。换流阀装置进一步包括框架，换流阀布置在框架上。框架通过(或使用)摆式接头悬挂于至少一个支撑件。至少一个支撑件被布置为紧固到地板(或地面)。该装置进一步包括至少两个液压阻尼器。该至少两个液压阻尼器附接到框架并且布置成连接在框架与地板之间。第一液压阻尼器布置成阻尼框架在第一水平方向上的运动。第二液压阻尼器布置成阻尼在第二水平方向上的运动。
9.本公开的换流阀装置(或阻尼式阀悬架，或摆式悬架)可以保护立式换流阀，因为其上布置换流阀的框架可以相对于地面摆动。
10.该装置包括框架，换流阀装置(或设置/立)在框架上。框架通过多个摆式吊架或接头悬挂于支撑件(或支撑元件)，这可以使框架能够在水平面内运动。
11.地震运动是宽频带的，并且频率可以从低至地球的自由振荡(周期在几分钟范围内) 延伸到高达20hz以上。在地震期间，频率最剧烈的区域可以典型地在1至10hz范围内找到。强度通常明显地降低到1至2hz左右的阈值以下。
12.本文所述的摆式悬架(或装置)可以与例如低于1hz的低固有频率相关联。因此，该装置可以降低传递到换流阀的运动的频率。因此可以减少立式换流阀中的结构性应力。
13.进一步地，作用在不同水平方向上的至少两个液压阻尼器可以通过阻尼框架的运动来进一步消散地震能量，使得换流阀受到比地面运动的加速度更低的加速度。阻尼器还可以限制框架和换流阀相对于地面的位移。
14.根据一些实施例，该至少一个支撑件可以包括至少一个立柱和梁。摆式接头可以连接到支撑件的梁上。
15.框架可以例如包括形成框架的侧面的多个梁或元件。该至少一个支撑件可以布置成使得其梁在框架的梁或元件上方延伸。
16.例如，支撑件可以呈拱形件的形式，有时称为a形框架或c形框架。拱形件可以包括由梁连接的两个立柱，这两个立柱被构造成安装到地面。
17.替代地，支撑件可以形成t形形状，使得梁在立柱的两侧延伸。在这样的实施例中，至少两个摆式接头可以连接到梁上以对框架加以支撑，立柱的两侧各有一个摆式接头。
18.在另一示例中，支撑件的梁可以仅在立柱的一侧延伸，形成倒l形形状。
19.根据一些实施例，框架可以是矩形框架。框架可以例如由钢制成。
20.框架的大小和尺寸可以例如适于换流阀(或阀塔)的占地面积(或大小和尺寸)。
21.根据一些实施例，该装置可以包括四个支撑件，框架通过(或使用)摆式接头悬挂于这四个支撑件。
22.根据一些实施例，该装置可以包括四个液压阻尼器。液压阻尼器可以布置成阻尼框架在不同水平方向上的运动。
23.根据一些实施例，立式换流阀可以安装在柱式绝缘体上，这些柱式绝缘体连接到或螺栓连接到框架。
24.根据一些实施例，液压阻尼器的阻尼系数可以是可调节的。
25.根据一些实施例，摆式接头的长度可以是可调节的。
26.不同位置面临不同水平的地震活动的风险。取决于位置，安全要求可能有所不同。通过调谐阻尼器的阻尼系数和/或柔性接头连杆的长度，可以调整该装置以应对中高地震地面加速度。
27.根据一些实施例，立式换流阀可以是晶闸管阀。
28.晶闸管阀或hvdc换流阀是重型装备。高电压绝缘要求规定换流阀与地板电隔离典型为1至10米，这取决于所涉及的电压水平。对于立式换流阀，这可能对应于10至30 吨立在可能若干米高的绝缘体上。在地震地面运动期间，这种构造可能致使巨大应力水平施加在绝缘体上。晶闸管阀可以因此特别受益于本公开中提供的悬挂/摆式换流阀装置。
29.注意的是，可以设想使用上述实施例中列举的特征的所有可能组合的其他实施例。因此，本公开还涉及本文提及的特征的所有可能组合。
附图说明
30.现在将参照以下附图更详细地描述示例性实施例：
31.图1是根据一些实施例的换流阀装置的图示；
32.图2是根据一些实施例的换流阀装置的基座部分的图示；
33.图3是根据一些实施例的支撑件和摆式接头的示意性图示；
34.图4是根据一些实施例的换流阀装置的基座部分的侧视图；以及
35.图5是根据一些实施例的换流阀装置的基座部分的侧视图。
36.如图中所示，元件和区域的尺寸可能出于说明性目的而被夸大，并且因此被提供以展示实施例的一般结构。在全文中，同样的附图标记指代同样的元件。
具体实施方式
37.现在将在下文中参考附图对示例性实施例进行更全面的描述，在附图中，示出了当前优选的实施例。然而，本发明可以被以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了全面性和完整性，并且将本发明的范围全面地传达给技术人员。
38.图1是根据一些实施例的换流阀装置的图示。图2更详细地展示了换流阀装置的基座部分。图3展示了根据一些实施例的支撑件和摆式接头。图4和图5展示了根据一些实施例的换流阀装置的基座部分。
39.在图1和图2中，展示了具有四个摆式接头140的构造，每个摆式接头由倒u形拱形件130支撑。然而，应当理解，其他实施例可以包括不同类型的支撑件，这些支撑件允许框架悬挂于不同数量的摆式接头。
40.换流阀装置100包括立式换流阀110，该立式换流阀可以例如基于晶闸管的装置。
41.换流阀110例如可以是hvdc阀。换流阀可以例如基于电压源换流器(vsc)技术。换流阀110可以将dc电压转换为请求的ac基本电压和/或反之亦然。
42.图1中所示的换流阀110包括串联地电连接的多个单元112。每个单元112可以包括单元电容器(该单元电容器继而可以包括两个电容器单元)、两个双模绝缘栅晶体管 (bigt)开关、两个栅极单元、控制单元、水冷式散热器和辅助装备。单元112的数量可以取决于换流阀110的dc电压额定值。换流阀110的尺寸也可以取决于换流阀110 的电压额定值和/或电流额定值。
43.所示阀110是室内类型的并且可以例如安装在阀厅中。应当理解，本公开中提供的换流阀装置也与室外换流阀兼容。
44.立式换流阀110布置(立)在框架120上。在所示实施例中，框架120例如可以是矩形的钢框架。框架120的尺寸可以适于换流阀110的尺寸或占地面积。换流阀110安装到柱式绝缘体170上。柱式绝缘体170螺栓连接到框架120上。柱式绝缘体170用作电绝缘体，以将换流阀与地板电分离。
45.框架120使用摆式接头140悬挂于四个拱形件130。如图3中进一步所示，每个拱形件130包括由梁134连接的两个立柱132。术语立柱132和梁134可以不一定指代分开连接的部件。相反，它们可以指代一体式支撑件(或拱形件)的不同部分或段。拱形件130 的立柱132布置在框架120的侧面或元件122的相反两侧上。使用紧固装置180将立柱 132紧固到地板或地面150。框架120通过(或使用)摆式接头140悬挂于支撑件130的梁134。摆式接头140可以允许框架120相对于地面150水平运动。
46.图4展示了换流阀装置400的另一个实施例。如在前述实施例100中，换流阀装置 400包括布置在悬挂式框架120上的立式换流阀110。在换流阀装置400中，柱式绝缘体 470是倾斜的或非竖直的。进一步地，支撑件430不同于以上参照图1至图3描述的支撑拱形件130。图4中的支撑件430包括立柱432和梁434。立柱432的底端在框架120的外部固定到地板150上。梁434从立柱432的顶端在朝向框架120的方向上并且在框架上方延伸。如在前述实施例100中，框架120使用摆式接头140悬挂于支撑件430的梁 434。
47.图5展示了换流阀装置500的另一实施例。换流阀装置500还包括布置在悬挂式框架120上的立式换流阀110。在换流阀装置500中，柱式绝缘体170连接(螺栓连接)到柱590，
这些柱继而连接(螺栓连接)到框架120。进一步地，装置500包括(至少)一个支撑件530，框架120使用两个摆式接头140悬挂于该支撑件。具体地，支撑件530 包括立柱532，该立柱在框架120内部或框架内紧固到地板150上。梁534从立柱532 在两个方向上延伸。因此，梁534在框架120的两个部分/元件/梁522上延伸。框架120 在两个点处使用摆式接头140悬挂于支撑件530的梁534。
48.返回参考图1和图2，四个液压阻尼器160连接在框架120与地面150之间。每个液压阻尼器160被布置成阻尼框架120在不同水平方向上的运动。在本实施例中，液压阻尼器160布置在框架120内部。进一步地，四个液压阻尼器160布置成使得一个阻尼器 160连接到矩形钢框架120的每一侧122。在图5中，液压阻尼器560示意性地展示为连接在框架120与地面150之间。在图5中，液压阻尼器布置在框架120的外部。
49.液压阻尼器160、560的阻尼系数可以是可调节的，并且摆式接头140的长度可以是可调节的，以便使换流阀装置适于特定位置处的地震地面加速度的典型水平。
50.本领域技术人员认识到，本发明决不限于以上所描述的优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内的多种修改和变化是可能的。
51.例如，尽管在附图中描绘了包括特定形式的支撑件的换流阀装置的具体示例，但是应当理解，换流阀装置可以包括仅一个支撑件/拱形件、两个支撑件或任意数量的支撑件。在一个支撑件的情况下，支撑件可以例如包括两个立柱和在整个框架上方延伸的梁，使得框架可以悬挂在梁的任何点上。
52.进一步地，尽管具有四个拱形件的上述示例示出了拱形件可以定位在矩形钢框架的四个角部处，但是应当理解，支撑件可以不同地定位。换言之，支撑件围绕框架元件的分布可以变化。进一步地，尽管具有四个支撑件/拱形件的上述示例示出了支撑件布置在矩形框架的两个平行元件上方，但是四个支撑件可以不同地布置，例如矩形框架的每侧一个支撑件。
53.尽管以上以特定组合描述了特征和元件，但是每个特征或元件可以在没有其他特征和元件的情况下单独使用，或者以与或不与其他特征和元件的各种组合使用。
54.另外地，通过对附图、本公开和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实施要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”并不排除其他要素，并且不定冠词“一个或一种”并不排除复数。在相互不同的从属权利要求中陈述某些特征的简单事实并不表明这些特征的组合不能被有利地利用。